[发明专利]钢液中氢的测定仪

说明书

技术领域

本发明属于借助于测定材料的物理性质来分析材料的领域。主要适用于钢液中氢的测定。

背景技术

传统的测定钢液中氢含量的方法是先从钢液中取样，经急冷、选取、表面处理、清洗、吹干和称重等环节后，在分析仪器用熔融抽取法或固态热抽取法进氢含量分析。一般从取样到得出分析结果需8-12分钟(或更长)。另外，在取样和试样表面处理过程中，可能会有氢的散失，也可能由于取样器不清洁等原因而带入无关的氢，使分析结果不能代表钢液中氢的真实含量(《冶金分析》1990，10(3)P42-45(中文))。

在现有技术中，美国专利US4998432提供了一种直接测定钢液中氢的装置，该专利所述的装置能较好地反映钢液中氢的含量，特别是在连铸中间包中测量时通常可得到较理想的结果，但该专利的测头、仪器和测量方法尚有不足之处。主要表现在以下几方面：

(1)、该设备测头吹气管前端由胶堵上，插入钢水后胶熔化，载气直接由吹气管进入钢液，吹出的气泡没有经过细化，比表面积较小；

(2)、测头回气管采用多孔石或陶瓷纤维以阻止钢液的进入且保持气流通畅，但实验发现，使用该测头测量模铸中氢含量得不到理想的结果；

(3)、测头与测枪采用小爪一凸柱连接，使测头易于插入测枪同时也易于取下，并使测头与测枪间有一定的连接强度，但在测量流动的钢液特别是在浇铸的钢水浇铸口处，该连接不够牢固，测头易脱落；

(4)、测头外部保护材料由三层组成，即最内层、最外层由纸构成，中间浇铸以树脂和砂子，该种结构可以保证测头在钢水中一段时间不损坏，但对于所需测量时间长(如大于100秒)的场合不能得到理想的结果，甚至会毁坏测枪；

(5)、仪器中检测器直接接在循环气路上，测量过程中气流的微小波动会影响检测器对载气中氢含量的正确反映；

(6)、测头插入钢水，待堵在吹气管末端的胶熔化后，泵才开始工作，这意味着在分析开始后的一段时间里，检测器中载气气流经历一个波动过程，检测器(特别是热导池检测器)的基线将发生变化；

(7)、在测量钢液中氢含量时，测头插入钢液之前取零点，这种做法简便易行，但需基于一个假设：取零点时气路中载气流量和压强状况与测量时是一样的。而实际测量过程中测头个体之间的差异、测头插入深度以及钢液的温度都会影响上述参数；

(8)、测量过程中气流一直在测头、测枪及主机气路中循环，测量过程中流速或压强的波动都会引起检测器输出信号的波动，从而影响测量的准确性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种在任何工况条件下能得到稳定可靠测量结果的钢液中氢的测定仪。

针对上述目的，本发明的主要技术方案是：

本发明所述的钢液中氢的测定仪由主机部分、测枪和测头组成，所述的主机部分由气路系统、数据处理及控制系统组成；所述的气路系统由测量系统和校正系统组成。

附图说明

现结合附图对本发明作详细说明。

附图1为本发明钢液中氢的测定仪主机部分(测试部分)的示意图。

附图2为本发明钢液中氢的测定仪的测头结构示意图。

附图3为本发明钢液中氢的测定仪的测枪结构示意图。

附图4为测枪和测头的连接示意图。

本发明钢液中氢的测定仪包括主机部分、测枪和测头；主机部分通过接头(31和38)与测枪的气管(23和22)相连，测枪通过接头(21)的卡槽(24)与测头接头(10)上的卡栓(13)相连；

所述的主机部分由气路系统、数据处理及控制系统组成；

所述的气路系统又由测量系统和校正系统组成；

所述的测量系统由接头(31和38)、过滤器(30)、流量计(28和29)、切换阀(26和32)、三通电磁阀(27)、吸水装置(25)、吸二氧化碳装置(20)、泵(19)、热导池(14)、阻力器(15)和流量计(34)组成；且阻力器(15)与热导池(14)并联，形成双循环测量流路；热导池在其中一个流路上，接头(31和38)通过流量计(28和29)与切换阀(26虚线)相连，并经过吸水装置(25)、吸二氧化碳装置(20)、泵(19)进入热导池(14)，阻力器(15)和流量计(34)串接在热导池出口回路中，最后进入切换阀(32实线)，并构成循环回路；